濰鋼煉鐵廠風(fēng)機(jī)變頻器運(yùn)行現(xiàn)場

         一、前言 

             ,濕簾空調(diào);濰鋼團(tuán)體公司煉鐵廠現(xiàn)有4座高爐2條燒結(jié)生產(chǎn)線，高爐冶煉是連續(xù)不中斷作業(yè)，同時(shí)又是用電耗能大戶。隨著國家節(jié)能減排政策的出臺(tái)，為了節(jié)約能源減少污染排放，節(jié)能改造勢(shì)在必行。高壓交流變頻調(diào)速技術(shù)是90年代迅速發(fā)展起來的一種新型電力傳動(dòng)調(diào)速技術(shù)，到我公司推廣節(jié)能設(shè)備的有多家公司，因此在高壓變頻器的選用上非常謹(jǐn)慎，2008年1月我廠采用北京合康億盛公司產(chǎn)的10kV和6kV變頻器用于交流電機(jī)的變頻調(diào)速，其技術(shù)和性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)勝過以前采用的調(diào)速方式（如串級(jí)調(diào)速、液力耦合器調(diào)速、轉(zhuǎn)子水阻調(diào)速等）。我公司選用的合康高壓變頻器在煉鐵廠4號(hào)高爐熱風(fēng)爐1＃助燃風(fēng)機(jī)、爐前除塵風(fēng)機(jī)、原料除塵風(fēng)機(jī)、1＃2＃噴煤收塵風(fēng)機(jī)、1＃燒結(jié)機(jī)尾除塵風(fēng)機(jī)共6臺(tái)設(shè)備進(jìn)行第一期節(jié)能改造，并在5月份陸續(xù)安裝調(diào)試完成，穩(wěn)定運(yùn)行至今。使我公司成為國產(chǎn)高壓變頻器的品牌基地。本文只論述3臺(tái)整理完數(shù)據(jù)的變頻器，其余3臺(tái)還在檢測(cè)中。

         二、工況簡述

             我公司4＃高爐熱風(fēng)爐是為1300m3高爐配套的內(nèi)頂燃式熱風(fēng)爐，格子磚為蓄熱載體，以燃燒高爐煤氣為主，燃燒制度為兩燒一送，拱頂?shù)臏囟瓤蛇_(dá)到1300℃，煙道溫度在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)達(dá)到300℃，為高爐送風(fēng)的溫度為1100℃左右。助燃風(fēng)機(jī)的作用是抽取大氣中的空氣，引進(jìn)熱風(fēng)爐中為其助燃。風(fēng)機(jī)型號(hào)為9-28-14D,全壓40800－12000Pa，電機(jī)型號(hào)YKK450-4 10kV 400kW ,燒爐需用風(fēng)量10萬m3/h  風(fēng)壓：4kPa  換爐時(shí)6kPa，風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)閥開度在30％，改造前通過調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)閥開度和放散閥開度滿足工藝要求，在調(diào)整過程中輕易產(chǎn)生喘震現(xiàn)象，對(duì)設(shè)備危害性大，并且風(fēng)機(jī)運(yùn)行噪音大，電機(jī)低負(fù)載率功率因數(shù)低耗能大。

             高爐出鐵時(shí)會(huì)有大量的黃煙，并伴有廢氣和灰塵，4＃高爐是1300 m3，天天出11爐鐵水，每次大約50分鐘，間隔30分鐘，通過爐前除塵風(fēng)機(jī)引出由布袋除塵進(jìn)行處理。改造前通過調(diào)整液力耦合器轉(zhuǎn)速控制布袋除塵箱體壓差調(diào)整除塵效果，出鐵時(shí)高轉(zhuǎn)速，不出鐵時(shí)低轉(zhuǎn)速。為了保護(hù)電機(jī)設(shè)備，進(jìn)風(fēng)閥開度50％，設(shè)備利用率大大降低。

             為高爐生產(chǎn)所供的原料，進(jìn)爐前需篩分，4＃高爐供料系統(tǒng)大小料倉18個(gè)，因篩分產(chǎn)生的揚(yáng)塵點(diǎn)近百個(gè)。原料除塵風(fēng)機(jī)的作用是把上料過程中產(chǎn)生的灰塵集中收集處理。改造前電機(jī)電流大溫度高風(fēng)機(jī)進(jìn)口閥開度只能在50％，限制了除塵效果。
我廠4＃高爐年產(chǎn)百萬噸以上，為節(jié)能減排，2008年5月首先對(duì)熱風(fēng)爐助燃風(fēng)機(jī)、爐前和原料除塵風(fēng)機(jī)所配置的10kV400kW、10kV1120kW、10kV1000kW電機(jī)進(jìn)行變頻改造，目前運(yùn)行情況良好，而且調(diào)節(jié)簡單、省時(shí)省力，耗電量比改造前明顯減少。

         三、變頻前后耗電情況對(duì)比

             我廠于2008年5月起開始將高壓變頻器應(yīng)用在4號(hào)高爐1＃助燃風(fēng)機(jī)、爐前除塵風(fēng)機(jī)、原料除塵風(fēng)機(jī)的節(jié)能改造，目前高壓變頻運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定，均勻節(jié)電率達(dá)到30%以上，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。表一是我廠安裝高壓變頻前后數(shù)據(jù)對(duì)比。（注：其它3臺(tái)的數(shù)據(jù)還在檢測(cè)中）

表一 淮鋼團(tuán)體煉鐵廠安裝高壓變頻前后數(shù)據(jù)對(duì)比

         四、可靠性

             經(jīng)過對(duì)4號(hào)高爐爐前除塵原系統(tǒng)進(jìn)行分析，對(duì)原系統(tǒng)的風(fēng)壓、風(fēng)量控制由原來的液力耦合器調(diào)節(jié)改為變頻器調(diào)節(jié)，由變頻器對(duì)電機(jī)本身進(jìn)行調(diào)速，最后達(dá)到工況要求值。液力耦合器本身能耗達(dá)10%左右，而且需要油泵及冷卻水來輔助運(yùn)行，故障率較高，維護(hù)本錢高，特別是在夏季因耦合器產(chǎn)生熱量較大，需加進(jìn)四組冷油器，用循環(huán)水強(qiáng)降溫，水消耗量大，資源浪費(fèi)嚴(yán)重。原料除塵系統(tǒng)沒有液力耦合器，只有進(jìn)風(fēng)閥。直接由變頻器對(duì)電機(jī)本身進(jìn)行調(diào)速。變頻器設(shè)備接進(jìn)用戶側(cè)高壓開關(guān)和擬改造電機(jī)之間，變頻器控制分為遠(yuǎn)程和就地操縱。為了充分保證系統(tǒng)的可靠性，變頻器同時(shí)加裝工頻旁路裝置，可在變頻回路故障時(shí)將電機(jī)切換至工頻狀態(tài)下運(yùn)行，且切換方式為手動(dòng)切換。電機(jī)、高壓斷路保存了用戶原有設(shè)備。我們保存了原操縱系統(tǒng)，變頻器故障時(shí)，電機(jī)手動(dòng)切換到工頻運(yùn)行后，操縱工按照改造前的操縱達(dá)到工況要求。變頻器及其工頻旁路開關(guān)由變頻器整體配套提供。改造后操縱簡單，避免了因操縱失誤引發(fā)的事故。進(jìn)風(fēng)閥全開，減少風(fēng)道的振動(dòng)，通過變頻調(diào)速后啟動(dòng)制動(dòng)平穩(wěn)，沒有大電流的波動(dòng)，不對(duì)設(shè)備產(chǎn)生沖擊，延長使用壽命，降低了故障率。

 
爐前出鐵場除塵風(fēng)機(jī)現(xiàn)場

             針對(duì)4高爐助燃風(fēng)機(jī)特殊工藝要求：3座熱風(fēng)爐兩燒一送，約2小時(shí)換爐一次，換爐操縱時(shí)間約10分鐘，這期間需要頻繁開關(guān)多個(gè)閥門，重要的是控制好風(fēng)壓、風(fēng)量。所以改造過程中現(xiàn)場操縱箱除保存緊急停機(jī)按鈕和必要的信號(hào)指示外，其余頻率給定、電流顯示、故障指示接進(jìn)上位機(jī)通過PLC控制，進(jìn)步了可靠性。進(jìn)風(fēng)閥全開，控制電機(jī)轉(zhuǎn)速滿足工藝要求，喘震現(xiàn)象完全消除，噪音降低改善了四周環(huán)境。
 

4號(hào)高爐助燃風(fēng)機(jī)現(xiàn)場

         五、改造過程簡述

             為了展設(shè)電纜方便，根據(jù)我廠現(xiàn)場環(huán)境的實(shí)際情況，我們把助燃風(fēng)機(jī)變頻柜安置在4＃高爐10kV開關(guān)站，在原料和出鐵場除塵高配室四周新建一變頻器專用房來安放出鐵場除塵變頻柜和原料除塵變頻柜。機(jī)旁操縱箱就安置在電機(jī)平臺(tái)下面，非常方便。為減小安裝本錢，動(dòng)力電纜保存了原高壓柜至電機(jī)的電纜，將電纜原接線由高壓柜牽至變頻器，再重新由高壓柜到變頻器敷設(shè)一根動(dòng)力電纜，由于變頻器房與高壓室間隔一段間隔，從變頻器到電機(jī)電纜需作一中間接頭。其余控制聯(lián)鎖信號(hào)電纜新放，這樣施工過程獨(dú)立，減少對(duì)接時(shí)間，工作量不大。

 
原料除塵風(fēng)機(jī)現(xiàn)場

             由于現(xiàn)場灰塵較大，而變頻器為強(qiáng)迫風(fēng)冷，設(shè)備內(nèi)空氣流通量較大，為保障變頻器盡量少受外界灰塵的影響，在房間透風(fēng)設(shè)計(jì)上，設(shè)計(jì)了大面積專用進(jìn)風(fēng)窗。透風(fēng)窗采用專用過濾棉濾網(wǎng)，這樣使進(jìn)進(jìn)變頻器室內(nèi)的空氣經(jīng)過透風(fēng)窗濾灰，進(jìn)進(jìn)變頻器室內(nèi)的灰塵大大減少。由于使用的變頻器功率較大，為保證足夠的透風(fēng)冷卻效果，在變壓器柜頂和功率柜頂分別獨(dú)立安裝了一整體風(fēng)罩，與各自的出風(fēng)口連成整體，保證變頻器整體冷卻透風(fēng)要求，即使在夏季高溫季節(jié)也不需開空調(diào)進(jìn)行降溫。
 

專門制作的風(fēng)道

         六、變頻改造總結(jié)

             根據(jù)我廠對(duì)部分風(fēng)機(jī)的高壓變頻器的安裝及使用情況，總結(jié)變頻器改造有以下優(yōu)點(diǎn)。
    1、安裝簡單，即將原高壓開關(guān)柜與電動(dòng)機(jī)之間插進(jìn)安裝變頻器，對(duì)原有接線改動(dòng)不大。
    2、操縱使用方便，變頻器操縱只有簡單的開機(jī)、停機(jī)和頻率調(diào)整。
    3、能進(jìn)行無級(jí)調(diào)速，調(diào)速范圍廣，且調(diào)速精度高，適用性強(qiáng)。
    4、保護(hù)功能完善，故障率低，排風(fēng)機(jī)啟動(dòng)平穩(wěn)，啟動(dòng)電流小，可靠性高。
    5、電動(dòng)機(jī)不需長期高速運(yùn)行，工作電流大幅度下降，解決了電機(jī)溫升高的題目，節(jié)電效果明顯。
    6、由于變頻器取代了液耦調(diào)速，消除了機(jī)械及液壓高故障率的缺陷，設(shè)備維護(hù)用度降低。
    7、電動(dòng)機(jī)運(yùn)行振動(dòng)及噪聲明顯下降，軸承溫度也有很大的下降。

   ,水簾空調(diào);          交流變頻調(diào)速器，以適用性強(qiáng)、可靠性高、操縱使用方便等性能，受到用戶的歡迎。它應(yīng)用在調(diào)速、節(jié)電、軟啟動(dòng)方面，對(duì)企業(yè)有很大的實(shí)用價(jià)值。合康公司高壓變頻器對(duì)我廠部分風(fēng)機(jī)電機(jī)進(jìn)行了成功的改造，節(jié)能效果明顯，進(jìn)步了整個(gè)系統(tǒng)的工藝性能，得到車間熱 風(fēng)機(jī)的好評(píng)，我們二期、三期的高壓變頻器改造正在計(jì)劃中。

         　　水泥企業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)中的能源消耗大戶，水泥行業(yè)已被列為國家節(jié)約資源的重點(diǎn)領(lǐng)域之一。在國務(wù)院提出加快建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的政策環(huán)境下，進(jìn)步水泥行業(yè)的節(jié)約型制造和應(yīng)用水平，建立節(jié)約型水泥產(chǎn)業(yè)體系意義重大。在當(dāng)前國內(nèi)外能源供需矛盾突出的情況下，水泥行業(yè)必須通過各種途徑降低能耗，以獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效益和最高的勞動(dòng)生產(chǎn)率。水泥生產(chǎn)中電動(dòng)機(jī)負(fù)載電耗就占本錢近30%，而拖動(dòng)風(fēng)機(jī)用的高壓電動(dòng)機(jī)在電機(jī)中占有很大的比重，對(duì)一條水泥生產(chǎn)線，其中有25%～30%的電能是用于拖動(dòng)各種類型風(fēng)機(jī)上，因此做好電動(dòng)機(jī)的降耗增效工作就顯得極為重要。

         　　新疆伊犁南崗建材（團(tuán)體）有限責(zé)任公司是以生產(chǎn)水泥、化工產(chǎn)品為主導(dǎo)的產(chǎn)業(yè)化團(tuán)體。在2001年2月，經(jīng)新疆兵團(tuán)農(nóng)四師批準(zhǔn)，依法改制為伊犁南崗建材有限責(zé)任公司，由新疆伊力特實(shí)業(yè)股份有限公司、農(nóng)四師73團(tuán)、75團(tuán)等11家單位共同投資在伊寧市邊境經(jīng)濟(jì)合作區(qū)注冊(cè)成立。注冊(cè)資本1.73億元。目前，水泥年生產(chǎn)能力將達(dá)200萬噸。

         2.英威騰CHH系列高壓變頻器技術(shù)特點(diǎn)

         　　深圳市英威騰電氣股份有限公司，提供的CHH100系列變頻器除了具有一般廠家的高壓變頻器功能外，還有以下幾方面的特點(diǎn)。

         　　1）具有較強(qiáng)的功能，能夠滿足不同工況

         　　CHH100系列高壓變頻器采用DSP系統(tǒng)與可編程系統(tǒng)巧妙的結(jié)合，控制系統(tǒng)高度集成化，設(shè)備器件主要采用進(jìn)口器件，完成了比一般高壓變頻器的功能，具有300多個(gè)功能碼，可以對(duì)啟動(dòng)特性、運(yùn)行模式等功能根據(jù)現(xiàn)場工況進(jìn)行不同設(shè)定。CHH100系列高壓變頻用具有標(biāo)準(zhǔn)的RS485接口，可以通過RS485通訊接口（采用標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議）與DCS進(jìn)行連接，也可以通過硬接線的方式與DCS系統(tǒng)進(jìn)行連接。多種接口方式選擇可以DCS系統(tǒng)很方便的對(duì)變頻調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。也可以進(jìn)行不同參數(shù)設(shè)置，滿足現(xiàn)場其它各種不同工況。

         　　2）全面的保護(hù)功能

         　　CHH100系列變頻器的功率單元自身就有多達(dá)11種的故障保護(hù);主控系統(tǒng)采用DSP+PFGA巧妙配合，電氣部分對(duì)輸出電壓、輸出電流、輸進(jìn)電壓、輸進(jìn)電流都有全面檢測(cè)，對(duì)變頻器電源及電機(jī)都有過壓、過流、過載、欠壓、溫度等具有多達(dá)二十幾種超強(qiáng)綜合保護(hù)功能，并且重要的保護(hù)定值可以根據(jù)現(xiàn)場不同的工況進(jìn)行參數(shù)設(shè)定。內(nèi)置雷擊過流保護(hù)裝置，有效進(jìn)步設(shè)備保護(hù)功能和系統(tǒng)保護(hù)功能，完全能夠保證電源及電機(jī)的安全運(yùn)行。

         　　3）全面的參數(shù)記錄

         　　CHH100系列高壓變頻器顯示多項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)過過程變量，包括每個(gè)模塊的溫度、母線電壓都有檢測(cè)與顯示。具有故障、事故顯示、記錄功能，具有自診斷功能，所在信息可以通過通訊上傳至DCS系統(tǒng)，異常時(shí)對(duì)變頻器的狀態(tài)都有全面的記錄，以便現(xiàn)場職員更正確、更快捷地解決題目。

         　　4）最大的電壓、電流冗余量設(shè)計(jì)

         　　深圳市英威騰電氣股份有限公司生產(chǎn)的CHH100系列高壓變頻器，以安全、可靠、使用壽命長為首要設(shè)計(jì)原則，采用1700V高壓IGBT，9級(jí)或6級(jí)串聯(lián)，電壓裕量為2.0倍左右。功率器件電壓安全設(shè)計(jì)冗余量較高。

         　　5）電機(jī)轉(zhuǎn)速自動(dòng)跟蹤功能

         　　CHH100系列高壓變頻器在主電源母線切換（10秒內(nèi)）過程中，變頻器能夠自動(dòng)跟蹤電機(jī)的轉(zhuǎn)速，當(dāng)主電源恢復(fù)后變頻器自動(dòng)運(yùn)行起來，保證了機(jī)組安全可靠運(yùn)行。

         　　6）功率模塊自動(dòng)旁路技術(shù)

         　　模塊自動(dòng)旁路技術(shù)進(jìn)步了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，CHH100系列高壓變頻器采用功率模塊自動(dòng)旁路技術(shù)，可在1ms內(nèi)旁路故障模塊，變頻器降額并可長期運(yùn)行，等適當(dāng)時(shí)候停機(jī)處理。

         　　7）良好的電壓波動(dòng)適應(yīng)能力

         　　CHH100系列高壓變頻器對(duì)電網(wǎng)電壓在±15%范圍內(nèi)波動(dòng)，變頻器能滿載輸出;電網(wǎng)電壓短時(shí)（30秒）下降至額定電壓的65%時(shí)，可繼續(xù)降額運(yùn)行，不進(jìn)行保護(hù)。

         　　8）最有效的電磁干擾解決方案

         　　深圳市英威騰電氣股份有限公司生產(chǎn)的CHH100系列高壓變頻器在模塊設(shè)計(jì)上，獨(dú)家采用后進(jìn)線、前出線設(shè)計(jì)方案;結(jié)構(gòu)方面和電氣方面全面考慮電磁抗干擾措施，尤其是核心的控制板件，最有效保證變頻器的可靠運(yùn)行。

         　　9）公道的散熱系統(tǒng)

         　　功率采用獨(dú)立的散熱風(fēng)道，系統(tǒng)集中散熱的方式，散熱性能良好，滿載長時(shí)間運(yùn)行溫升不超過25℃，良好的散熱系統(tǒng)可以確保變頻裝置的高可靠性，并延長變頻裝置內(nèi)部的器件使用壽命。

         　　10）模塊化設(shè)計(jì)

         　　CHH100系列變頻器，遵循模塊化設(shè)計(jì)理念，功率單元采用模塊化結(jié)構(gòu)，各個(gè)相同的功率單元的結(jié)構(gòu)、配置完全相同，可以非常方便的互換，從而利于生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化，以及維修的標(biāo)準(zhǔn)化。

         　　11）最簡潔操縱、最快捷維護(hù)

         　　深圳市英威騰電氣股份有限公司生產(chǎn)的CHH100系列高壓變頻用具有人性化的接口設(shè)計(jì)、界面簡潔清楚;操縱方便，采用抽屜式模塊設(shè)計(jì)，更換模塊僅需5分鐘;濾網(wǎng)更換方便、快捷。

         3.原來用液力耦合器缺陷：

         　　1.液力耦合器屬于一種機(jī)械調(diào)速設(shè)備。液力耦合器的原理決定了液力耦合器有5-8%的速度損失。同時(shí)功率損失變?yōu)闊崃�，使液壓油溫過高。需要大量冷卻水冷卻液壓油。

         　　2. 在實(shí)際運(yùn)行中油溫高于95℃以上，使冷卻器的水易結(jié)垢堵塞，造成故障。

         　　3. 由于液力耦合器是用液壓油傳遞功率，因此速度控制不穩(wěn)定、功率因數(shù)低、調(diào)速精度差。

         　　4. 液力耦合器整機(jī)效率低，功率因數(shù)低，調(diào)速精度差，調(diào)速本身的損耗大、維護(hù)量大、二次本錢過高，所以節(jié)能效果不明顯。

         4.窯尾窯尾高溫風(fēng)機(jī)系統(tǒng)簡介

         　　新疆伊犁南崗建材（團(tuán)體）有限責(zé)任公司水泥廠生產(chǎn)線為干法懸窯，其窯燒成系統(tǒng)流程簡圖如圖1所示：

圖1 窯燒成系統(tǒng)流程簡圖

         　　從預(yù)熱器來的生料從窯尾進(jìn)進(jìn)到窯中，借助窯的轉(zhuǎn)動(dòng)來促進(jìn)生料在旋窯內(nèi)高溫下混合、煅燒，物料依靠窯筒體的斜度及窯的轉(zhuǎn)動(dòng)在窯內(nèi)向前運(yùn)動(dòng)。窯內(nèi)燃燒產(chǎn)生的余熱廢氣，在窯尾高溫風(fēng)機(jī)的作用下，通過預(yù)熱器對(duì)進(jìn)進(jìn)窯尾前的生料進(jìn)行預(yù)熱均化，降溫后的余熱廢氣再通過高溫風(fēng)機(jī)抽出進(jìn)進(jìn)廢氣處理（除塵及排出）。

         5.窯尾高溫風(fēng)機(jī)改造過程簡述

         　　近兩年，高壓變頻器發(fā)展迅猛，涌現(xiàn)出生產(chǎn)高壓變頻器的大小廠數(shù)十家。但是，各廠家的主拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)都相差無幾。通過各種途徑的考察與比較，新疆伊犁南崗建材團(tuán)體終極選擇深圳英威騰電氣股份有限公司的自主研發(fā)、生產(chǎn)的多單元串聯(lián)的高─高形式的CHH100系列高壓變頻器， 在2008年11月在該項(xiàng)水泥廠的其中一條3#生產(chǎn)線的窯尾高溫風(fēng)機(jī)安裝高壓變頻器, 進(jìn)行變頻節(jié)能改造，都取得良好的節(jié)能效果，下面對(duì)改造情況作一簡單介紹。

         　　1.為減小安裝本錢，動(dòng)力電纜保存了原高壓柜至電機(jī)的電纜，將電纜原接線由高壓柜牽至高壓變頻器，再重新由高壓柜到高壓變頻器敷設(shè)一根動(dòng)力電纜，由于高壓變頻器房緊鄰高壓室，此電纜長度較短。

         　　2.高壓變頻用具有遠(yuǎn)程和本機(jī)控制功能。本機(jī)控制時(shí)通過高壓變頻器控制柜上觸摸屏可就地人工啟動(dòng)、停止高壓變頻器，可以調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速、頻率。遠(yuǎn)程控制放在控制室，設(shè)有操縱臺(tái)和上位機(jī)，由配電工操縱控制。通過上位機(jī)配電工可以隨時(shí)了解設(shè)備的運(yùn)行情況，通過操縱臺(tái)可實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓變頻器進(jìn)行簡單的遠(yuǎn)方操縱。配電工可以根據(jù)工況自由選定高壓變頻器“手動(dòng)/自動(dòng)”調(diào)速運(yùn)行。

         　　3.系統(tǒng)要求控制的壓力值由手操器給定（4～20mA電流信號(hào)），母管壓力反饋信號(hào)經(jīng)壓力變送器檢測(cè)后，再由DCS供給。壓力比較和PID運(yùn)算均由DCS完成，其變換出來信號(hào)作為變頻器給定信號(hào)，以控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，使管網(wǎng)的壓力穩(wěn)定在壓力設(shè)定值上，達(dá)到自動(dòng)跟蹤管網(wǎng)壓力的目的。同時(shí)，通過變頻器的模擬量輸出接口將管網(wǎng)壓力、實(shí)際電壓、電流、頻率反饋到DCS監(jiān)控系統(tǒng)上。變頻器仍然作為一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，類似擋板特性，只是時(shí)間系數(shù)需要重新調(diào)整，這種調(diào)節(jié)方式比較簡便公道，只需要DCS根據(jù)以往的工頻調(diào)節(jié)方式增加變頻調(diào)節(jié)回路，以前的工頻擋板控制方式繼續(xù)保存?zhèn)溆谩?/p>

         6.窯尾高溫風(fēng)機(jī)效益分析

         　　1.改造項(xiàng)目參數(shù):

         　　電壓:6000V; 電流:76A 額定功率:630KW 轉(zhuǎn)速:990R/MIN 功率因數(shù):0.85

         　　2.改造項(xiàng)目分析計(jì)算:

         　　由于現(xiàn)場對(duì)風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓沒有特殊的要求，不考慮風(fēng)壓的情況下,沒用高壓變頻之前（ 液力偶合裝置）電壓:6300V 運(yùn)行電流:45A-50A 根據(jù)流量的對(duì)高壓風(fēng)機(jī)節(jié)能進(jìn)行計(jì)算：

         　　液力偶合裝置時(shí)的功率P1=1.732UicosQ=1.732＊6300＊45＊0.85W=417KW

         　　變頻調(diào)速時(shí),生產(chǎn)中電機(jī)轉(zhuǎn)速為: 600r/min-700r/min變頻器效率取97%

         　　變頻調(diào)速的功率F2=630＊（650/990）3/085/0.97=220KW

         　　考慮其它方面的照明、冷卻損耗約：P3=15 kW

         　　變頻器節(jié)約的電能：P4= P1-P2-P4=417-220-15=182KW

         　　一年按照7000小時(shí)計(jì)算：

         　　一年總的節(jié)電：W=182＊7000=127.4萬度。

         7.窯尾高溫風(fēng)機(jī)變頻改造總結(jié)

         　　根據(jù)我公司在山水水泥廠各個(gè)風(fēng)機(jī)的高壓變頻器的安裝及使用情況，總結(jié)高壓變頻器改造有以下優(yōu)點(diǎn)：

         　　1.安裝簡單，即將原高壓開關(guān)柜與電動(dòng)機(jī)之間插進(jìn)安裝高壓變頻器，對(duì)原有接線改動(dòng)不大。

         　　2.操縱使用方便，高壓變頻器操縱只有簡單的開機(jī)、停機(jī)和頻率調(diào)整。

         　　3.能進(jìn)行無級(jí)調(diào)速，調(diào)速范圍廣，且調(diào)速精度高，適用性強(qiáng)。

         　　4.保護(hù)功能完善，故障率低，排風(fēng)機(jī)啟動(dòng)平穩(wěn)，啟動(dòng)電流小，可靠性高。

         　　5.電動(dòng)機(jī)不需長期高速運(yùn)行，工作電流大幅度下降，節(jié)電效果明顯。

         　　6.由于高壓變頻器取代了液耦調(diào)速，消除了機(jī)械及液壓高故障率的缺陷，設(shè)備維護(hù)用度降低。

         　　7.電動(dòng)機(jī)運(yùn)行振動(dòng)及噪聲明顯下降，軸承溫度也有很大的下降。

         　　8.交流變頻調(diào)速器，以適用性強(qiáng)、可靠性高、操縱使用方便等性能，受到用戶的歡迎。它應(yīng)用在調(diào)速、節(jié)電、軟啟動(dòng)方面，對(duì)企業(yè)有很大的實(shí)用價(jià)值。我公司高壓變頻器在這個(gè)水泥廠對(duì)電機(jī)進(jìn)行了成功的改造，其節(jié)能效果明顯，且同時(shí)進(jìn)步了整個(gè)系統(tǒng)的工藝性能，得到用戶的好評(píng)，并在當(dāng)?shù)厮�泥行業(yè)中產(chǎn)生了很大的影響。

         8.結(jié)束語

         　　目前，水泥行業(yè)的競爭非常激烈，但關(guān)鍵還是制造本錢的競爭，而電動(dòng)機(jī)電耗就占本錢近30%，而拖動(dòng)風(fēng)機(jī)用的高壓電動(dòng)機(jī)在電機(jī)中占有很大的比重，因此做好電動(dòng)機(jī)的降耗增效工作就顯得極為重要。高壓變頻器技術(shù)目前已經(jīng)比較成熟，故障率較小，是水泥廠節(jié)能改造的理想設(shè)備，具有很高的應(yīng)用價(jià)值。

    記者從金風(fēng)科技獲悉，近日由內(nèi)蒙古電力科學(xué)研究院與金風(fēng)科技合作進(jìn)行的RTDS平臺(tái)直驅(qū)永磁風(fēng)機(jī)建模仿真獲得成功。有關(guān)專家稱，這表明由金風(fēng)科技自主研發(fā)的永磁風(fēng)電機(jī)組具有優(yōu)異的低電壓穿越能力，對(duì)于推動(dòng)“電網(wǎng)友好”風(fēng)電發(fā)展意義重大。

    據(jù)先容，RTDS(RealTimeDigitalSimulator)即實(shí)時(shí)數(shù)字仿真儀，是一種專門用于研究電力系統(tǒng)中電磁暫態(tài)現(xiàn)象的裝置。此次建模仿真在不到一周的時(shí)間里將金風(fēng)科技1.5MW直驅(qū)永磁機(jī)組的實(shí)際控制系統(tǒng)與RTDS平臺(tái)進(jìn)行了成功對(duì)接，實(shí)現(xiàn)了直驅(qū)永磁風(fēng)機(jī)并網(wǎng)實(shí)時(shí)在線模擬。

    “這意味著通過簡單的操縱，就可以對(duì)直驅(qū)永磁風(fēng)機(jī)在復(fù)雜電力系統(tǒng)因風(fēng)機(jī)并網(wǎng)而產(chǎn)生的題目進(jìn)行科學(xué)的分析和研究，實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)機(jī)并網(wǎng)特性的持續(xù)優(yōu)化�！眱�(nèi)蒙古電科院有關(guān)專家表示，“此舉將大大進(jìn)步電力系統(tǒng)的安全保障，降低通過實(shí)際電網(wǎng)進(jìn)行試驗(yàn)的風(fēng)險(xiǎn)�！�

　　水泥廠風(fēng)機(jī)水泵變頻改造方案

    變頻器用于水泥生產(chǎn)過程,具有明顯的節(jié)能效果,是目前最先進(jìn)的節(jié)能調(diào)整設(shè)備｡變頻調(diào)速電氣傳動(dòng)由于其在性能上的優(yōu)異表現(xiàn),性價(jià)比的不斷提高,也正快速取代傳統(tǒng)的調(diào)速方式,成為水泥行業(yè)調(diào)速控制的主｡

    一､概述

    風(fēng)機(jī)水泵類負(fù)載都是根據(jù)滿負(fù)荷工作需用量來選型,實(shí)際應(yīng)用中大部分時(shí)間并非工作于滿負(fù)荷狀態(tài),由于交流電機(jī)調(diào)速很困難｡常用擋風(fēng)板､回流閥或開/停機(jī)時(shí)間,來調(diào)節(jié)風(fēng)量或流量,同時(shí)大電機(jī)在工頻狀態(tài)下頻繁開/停比較困難,電力沖擊較大,勢(shì)必造成電能損耗和開/停機(jī)時(shí)的電流沖擊｡采用變頻器直接控制風(fēng)機(jī)､泵類負(fù)載是一種最科學(xué)的控制方法,當(dāng)電機(jī)在額定轉(zhuǎn)速的80%運(yùn)行時(shí),理論上其消耗的功率為額定功率的(80%)2次方,即51.2%,去除機(jī)械損耗電機(jī)銅､鐵損等影響｡節(jié)能效率也接近40%,同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)閉環(huán)恒壓控制,節(jié)能效率將進(jìn)一步提高｡由于變頻器可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的軟停､軟起,避免了啟動(dòng)時(shí)的電壓沖擊,減少電動(dòng)機(jī)故障率,延長使用壽命,同時(shí)也降低了對(duì)電網(wǎng)的容量要求和無功損耗｡

    二､交流變頻調(diào)速系統(tǒng)（變頻器）的特點(diǎn):

    1､效率高，提高功率因素，節(jié)約能源：在相同的情況下.變頻器驅(qū)動(dòng)比一般直流傳動(dòng)方式能提高效率5%左右,比電動(dòng)機(jī)一發(fā)電機(jī)組供電的直流傳動(dòng)方式提高效率15%左右,比其它交流調(diào)速方式提高效率20%以上,節(jié)能效果顯，變頻器用于風(fēng)機(jī)水泵上調(diào)速控制,甚至可節(jié)約電能50%以上｡

    2､ED2003系列風(fēng)機(jī)水泵型變頻器具有和直流調(diào)速系統(tǒng)相同的調(diào)速平滑､方便､超載力矩和起動(dòng)力矩大等優(yōu)點(diǎn)｡目前較先進(jìn)的變頻器的調(diào)速范圍可達(dá)1:100,超載能力可達(dá)120%､60秒｡

    3､系統(tǒng)的控制精度和響應(yīng)速度均優(yōu)于工頻傳動(dòng)指標(biāo)和水平｡

    4､工/變頻轉(zhuǎn)換電路,保障系統(tǒng)的安全可靠

    5､提高了運(yùn)行可靠性.減少了維修工作量，降低了運(yùn)行成本，降低了水泥產(chǎn)品成本及提高了產(chǎn)品品質(zhì)｡

    三､節(jié)能原理

    羅茨風(fēng)機(jī)節(jié)能

    羅茨風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓是不受風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速限制的,不論轉(zhuǎn)速變化如何其風(fēng)壓可以保持不變｡而風(fēng)量則與風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速成正比的,即Q=KN

    Q:表示風(fēng)量N:表示風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速K:為系數(shù)

    從公式可知,風(fēng)量調(diào)節(jié),完全由變頻器改變電機(jī)頻率達(dá)到無級(jí)變速,起到調(diào)節(jié)風(fēng)量的效果｡根據(jù)現(xiàn)場應(yīng)用工藝，風(fēng)機(jī)的最低頻15HZ,通常在35HZ左右,有個(gè)別時(shí)刻50HZ滿風(fēng)量運(yùn)行,由于立窯工藝基本是一致的,因此在不同的立窯風(fēng)量調(diào)節(jié)量是基本相同的,凡立窯應(yīng)用變頻技術(shù)都可以獲40%左右的節(jié)能效果｡
   
　　羅茨鼓風(fēng)機(jī)個(gè)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載,其節(jié)電率與轉(zhuǎn)速降成正比即N%=△N%,雖然不同于一般風(fēng)機(jī)､水泵節(jié)電率更高,但因它的功率較大,而且只要爐墻不壞,是連續(xù)24小時(shí)工作的,并開動(dòng)時(shí)間亦很長｡因此節(jié)電潛力大,節(jié)電效果好｡

    羅茨鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行技術(shù)改造后,改變了過去以調(diào)節(jié)出口(進(jìn)口)閥門開度方式來調(diào)節(jié)風(fēng)壓或風(fēng)量的生產(chǎn)方式,勞動(dòng)強(qiáng)度減輕,調(diào)節(jié)的及時(shí)性好,提高了產(chǎn)品的合格率,能耗明顯下降｡

    離心式風(fēng)機(jī)､泵類設(shè)備的流量與轉(zhuǎn)速成正比：Q∝N

    壓力與轉(zhuǎn)速平方成正比：H∝N²

    功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比：P∝N³